JPH07127604A

JPH07127604A - 旋回制御装置

Info

Publication number: JPH07127604A
Application number: JP5276885A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Yamada; 良二山田; Susumu Ishii; 進石井; Masaharu Kon; 正治今
Original assignee: Komatsu Ltd; Uchida Oil Hydraulics Mfg Co Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd; Uchida Oil Hydraulics Mfg Co Ltd
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1995-05-16

Abstract

(57)【要約】【目的】油圧回路を複雑化することなく自動的に設定
圧力が変更できて、ショックレス作動や揺れ戻り防止を
常に最適な状態で得られる旋回制御装置を提供すること【構成】旋回モータ１の駆動回路２、３に、該旋回モ
ータの起動時・停止時の圧力制御を行なうリリーフバル
ブを設けるようにしたものに於いて、該リリーフバルブ
として設定圧力が電流値により制御され且つその電流値
の増加に従って該設定圧力が減少する逆特性電磁比例リ
リーフバルブ４、５を用いた【効果】油圧回路を複雑化することなく自動的に設定
圧力が変更できて、ショックレスでしかも最適な状態で
旋回モータの起動・停止や揺れ戻り防止を行なえる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルや油圧ク
レーン等の建設機械、その他油圧駆動の旋回部を有する
機械に適用される旋回制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より建設機械等の油圧式の旋回制御
装置として、図１に示すような、旋回モータａの駆動回
路ｂ，ｃに、該旋回モータａの起動時・停止時の圧力制
御を行なうリリーフバルブｄ，ｅを回路安全弁とは別個
に設けることが行なわれている。このリリーフバルブ
ｄ，ｅは、旋回モータａを起動・停止させる時に駆動回
路ｂ，ｃに発生する圧力をタンクへと逃がし、該旋回モ
ータａで回転されているクレーン等の負荷をスムースに
起動・停止させる作用を営む。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の旋回制御用のリ
リーフバルブは、設定圧力が固定されており、旋回モー
タａが負荷によるショックや揺れ戻しを受けることを防
止するために、種々の付属装置、例えば設定圧力切換用
電磁弁やゆれ戻し防止用連通弁を油圧回路に設けてい
る。このような付属装置を設けると故障の発生率も高く
なり保守・点検が面倒になる。また、旋回制御用のリリ
ーフバルブは、外部の振動により誤作動をしないように
比較的強いばねが使用されており、これを設定圧力の維
持と変更のために電気的に制御することは非常に大きな
磁力を有する高価なソレノイドが必要になり、経済的で
ない。また、電気系統の故障で磁力が低下すると設定圧
力も低下することになるので、安全性の観点からも好ま
しくない。

【０００４】本発明は、油圧回路を複雑化することなく
自動的に設定圧力が変更できて、ショックレス作動や揺
れ戻り防止を常に最適な状態で得られる旋回制御装置を
提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、旋回モータ
の駆動回路に、該旋回モータの起動時・停止時の圧力制
御を行なうリリーフバルブを設けるようにしたものに於
いて、該リリーフバルブとして設定圧力が電流値により
制御され且つその電流値の増加に従って該設定圧力が減
少する逆特性電磁比例リリーフバルブを用いることによ
り、上記の目的を達成するようにした。

【０００６】

【作用】旋回モータの駆動回路に設けた逆比例電磁比例
リリーフバルブへの電流値を、旋回装置の回転数や旋回
モータの圧力を取り入れてコンピュータ等で演算処理し
た電流値としておくことにより、駆動回路の圧力を常に
最適の加速・減速度が得られる圧力に制御することが出
来、駆動回路の油圧回路も簡略化できる。また、該電磁
比例リリーフバルブは逆特性即ちこれの比例ソレノイド
の電流値が増大すると設定圧力が減少し、該電流値が減
少すると該設定圧力が増大する逆特性を有するので、該
リリーフバルブの電気系に断線等の故障が発生しても、
旋回モータの駆動回路の設定圧力を高くする安全サイド
に制御でき、旋回制御装置の安全性が高まる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を別紙図面に基づき説明する
と、図２に於いて、符号１はパワーショベルのブーム等
の旋回部材を旋回させる旋回モータ、２、３は該旋回モ
ータ１の駆動回路で、該駆動回路は図示してない切換弁
を介して油圧ポンプとタンクとに選択接続される。該旋
回モータ１を起動するとき、或いは減速停止するとき、
駆動回路２、３の圧力を制御してスムースにその起動・
停止を行なうために、該駆動回路２、３にリリーフバル
ブが設けられる。このリリーフバルブは、従来は設定圧
力が固定で、旋回モータ１をショックレスで起動・停止
させたり揺れ戻しを防止するために設定圧力の変更がで
きなかったが、本発明の場合、設定圧力が電流値により
制御され且つその電流値の増加に従って該設定圧力が減
少する逆特性電磁比例リリーフバルブ４、５を使用した
ので、その電流値を旋回モータ１の回転数や駆動回路
２、３の圧力に応じて自在に変更することが可能にな
り、前記のような逆特性を有するので、該電磁比例リリ
ーフバルブ４、５の電気系の故障でも旋回モータの作動
の安全性が維持できる。

【０００８】該逆特性電磁比例リリーフバルブ４、５の
詳細は、例えば図３に示す如くであり、同図に於いて符
号６は逆特性電磁比例リリーフバルブの弁筐を示し、該
弁筐６内には流入口７から流出口８へ通じる通路９が形
成され、該通路９には流出口８側をシート面１０に形成
したバルブシート１１が設けられる。更に、該弁筐１内
に、該バルブシート１１へ圧接するテーパ部１２と該通
路９内を流入口７側へ延びて該弁筐６を挿通するガイド
部１３を有するピストンであって、該テーパ部１２が該
シート１１に当接する部分の断面積を該ガイド部１３の
断面積よりも大きく形成したピストン１４を摺動自在に
設ける。そして、該ピストン１４のガイド部１３側の端
部を押圧する比例ソレノイド１５を設けると共に、該ピ
ストン１４の該テーパ部１２側の端部を押圧するスプリ
ング１６を設け、該テーパ部１２と該ガイド部１３の間
に該流入口７に通じる通路９を設けるようにした。１７
はスプリング１６の弾力を調整する調整ねじである。
尚、該スプリング１６には、比例ソレノイド１５に最大
の吸引力によって撓みが生じない程度の弾性力を有する
ものが使用される。

【０００９】該逆特性電磁比例リリーフバルブは、該シ
ート１１の直径即ちテーパ部１２が該シート１１に当接
する部分の直径をｄ₁、該ガイド部１３の直径をｄ₂とす
ると、ｄ₁＞ｄ₂になるように形成され、Ａ＝（ｄ₁ ²−ｄ
₂ ²）・π／４が該ピストン１４の受圧面積になる。そし
て比例ソレノイド１５の吸引力をＦM、スプリング１６
の力をＦSとすると、該リリーフバルブでは、ＦS＝Ｐ・
Ａ＋ＦMの式が成り立つ。ここでＰは流入口７の圧力で
ある。いま、比例ソレノイド１５への電流値がゼロ即ち
ＦMがゼロであるとすると、ＰはＦS／Ａになる。また、
該電流値を増加するとＦMが増加し、Ｐは（ＦS−ＦM）
／Ａになる。従って、該リリーフバルブは比例ソレノイ
ド１５の電流値が大きいときの方がＰの値が小さくな
り、図４に示すような逆特性を持つようになる。このよ
うな逆特性のために、設定圧力を高圧にしたときに、比
例ソレノイド１５の電流値が小さくて済むので、建設機
械等の高圧設定の多い油圧回路に適用した場合に電力消
費が少くなり、電気回路の故障等で該比例ソレノイド１
５への電流が断たれたときには最大の設定圧力になるの
で、例えば旋回中の油圧ショベルが断線等で止まらなく
なる危険がなくなる。また、該シート１１の径がガイド
部１３の径よりも大きいので比例ソレノイド１５の吸引
力の方向に流体によるピストン１４の推力が働き、比例
ソレノイド１５を小型化できる。

【００１０】該比例ソレノイド１５への電流値は、旋回
モータ１の回転数を例えば回転計から検出した電気信号
と、各駆動回路２、３の圧力を例えば圧力センサーによ
り検出した電気信号をコンピュータにて演算した結果に
基づいて決められる。例えば、旋回モータ１を起動する
場合、旋回モータ１からの回転数の信号はゼロであり、
駆動回路２または３の圧力の信号がコンピュータに入力
するが、この信号を受けて該コンピュータは駆動回路の
圧力が高くなりすぎないような電流値に制御し、ショッ
クが生じないように徐々に電流値を低くしていく。これ
により、該逆特性電磁比例リリーフバルブ４または５
は、駆動回路の設定圧力を徐々に高めるように作動し、
旋回モータ１はショックレスで起動される。また、旋回
モータ１を停止させる場合、回転数の信号と駆動回路の
圧力の信号をコンピュータが演算してショックレスで該
旋回モータ１を停止させるために必要な電流値の変化状
態を算出し、そのデータに基づいた電流値を該リリーフ
バルブ４または５へ入力する。この場合も電流値は次第
に低くし、駆動回路の戻り側の圧力を次第に高めるが、
その変化率は旋回モータをショックレスでしかも揺れ戻
りが生じないように回転数と圧力とで決められる。

【００１１】該逆特性電磁比例リリーフバルブ４、５の
比例ソレノイド１５に必要な電流を流すと、該比例ソレ
ノイド１５はテーパ部を有するピストン１４の一端に該
電流に比例した力を付与する。該ピストン１４のテーパ
部１２とガイド部１３の間に流入口７からの圧力が導入
されており、該テーパ部１２がバルブシート１１に当接
している断面積はガイド部１３の断面積よりも大きいの
で、該ピストン１４は該流入口７の圧力によりその端部
のスプリング１６を押圧する力を発生する。この押圧す
る力と比例ソレノイド１５の力の合計力が該スプリング
１６の力よりも大きくなったときに、該ピストン１４は
該スプリング１６を撓めて移動し、該ピストン１４のテ
ーパ部１２がバルブシート１１から離れ、該通路９が流
入口７を介してタンクに連通してリリーフ作動が行なわ
れる。このリリーフ作動を行なう設定圧力は、比例ソレ
ノイドの電流値が増大すると減少し、該電流値が減少す
ると該設定圧力が増大する逆特性にて変化し、そのため
高い設定圧力で使用していても消費電力が少くて済み、
また、電気回路の故障で比例ソレノイドへの電流が途絶
えたときには、設定圧力が自動的に最大になるので、作
動中の旋回モータ１が止まらなくなる危険がなくなる。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、旋回モー
タの駆動回路に設ける該旋回モータの起動時・停止時の
圧力制御を行なうリリーフバルブに、設定圧力が電流値
により制御され且つその電流値の増加に従って該設定圧
力が減少する逆特性電磁比例リリーフバルブを用いたの
で、油圧回路を複雑化することなく自動的に設定圧力が
変更できて、ショックレスでしかも最適な状態で旋回モ
ータの起動・停止や揺れ戻り防止を行なえる等の効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の旋回制御装置の線図

【図２】本発明の実施例の線図

【図３】本発明の実施に使用した逆特性電磁比例リリ
ーフバルブの断面図

【図４】図３に示した逆特性電磁比例リリーフバルブ
の電流値と設定圧力の関係を示す特性曲線図

【符号の説明】

１旋回モータ２、３
駆動回路４、５逆特性電磁比例リリーフバルブ
６弁筐７流入口８流出口９
通路１０シート面１１バルブシート１
２テーパ部１３ガイド部１４ピストン１
５比例ソレノイド１６スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今正治石川県小松市符津町ツ23 株式会社小松製作所粟津工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】旋回モータの駆動回路に、該旋回モータ
の起動時・停止時の圧力制御を行なうリリーフバルブを
設けるようにしたものに於いて、該リリーフバルブとし
て設定圧力が電流値により制御され且つその電流値の増
加に従って該設定圧力が減少する逆特性電磁比例リリー
フバルブを用いたことを特徴とする旋回制御装置。
【請求項２】上記逆特性電磁比例リリーフバルブは、
リリーフバルブの弁筐内に形成した流入口から流出口へ
通じる通路に、流出口側をシート部に形成したバルブシ
ートを設け、弁筐内に、該バルブシートへ圧接するテー
パ部と該通路内を流入口側へ延びて該弁筐を挿通するガ
イド部を有すると共に該テーパ部が該シートに当接する
部分の断面積を該ガイド部の断面積よりも大きく形成し
たピストンを摺動自在に設け、該ピストンのガイド部側
の端部を押圧する比例ソレノイドと、該ピストンの該テ
ーパ部側の端部を押圧するスプリングとを設け、該テー
パ部と該ガイド部の間に該流入口に通じる通路を設けた
構成を有することを特徴とする請求項１に記載の旋回制
御装置。
【請求項３】上記ピストンのテーパ部側を押圧するス
プリングの力は調整ねじにより調節自在であることを特
徴とする請求項２に記載の旋回制御装置。